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Die Blindniettechnik gilt als ein sehr schnelles und prozesssicheres Fügeverfahren. Blindniete werden überall dort eingesetzt, wo klassische Fügeverfahren, wie bspw. das Schweißen oder Schrauben, technologisch oder konstruktiv bedingt nicht eingesetzt werden können oder unwirtschaftlich sind. Zu den klassischen Anwendungsgebieten im Stahlleichtbau gehören die Befestigungen von Dach- und Wandverkleidungen. Darüber hinaus werden weitere Anwendungsfelder wie z. B. Hochregallager und Wohncontainer von der Blindniettechnik erobert. Leider bestehen seitens der Ausführung und Bemessung von Verbindungen mit Blindnieten im Stahlleichtbau für zuvor genannte Konstruktionen einige Hürden, sodass bislang immer auf einen bauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnachweis zurückgegriffen werden muss. Dieser kann meist nur durch zeit- und kostenintensive Einzelfalluntersuchungen erlangt werden. Darüber hinaus ist die bestehende normative Regelung durch DIN EN 1993-1-3 sowie DIN EN 1090-4 nach Meinung der Verfasser unzureichend, was einem breiteren Einsatz der Blindniettechnik momentan noch entgegensteht.
In diesem Beitrag werden die Ergebnisse aus systematischen Untersuchungen zur Abscher- und Lochleibungstragfähigkeit von Blindnieten und den damit hergestellten Verbindungen vorgestellt. Ziel der Untersuchungen war die Überprüfung und Erweiterung der im EC 3 bestehenden Bemessungs- und Ausführungsregeln für Blindnietverbindungen, um zukünftig einen rein rechnerischen Nachweis der DIN EN 1993-1-3 für querkraftbeanspruchte Blindnietverbindungen zu erlauben und somit den erforderlichen Aufwand für eine versuchsgestützte Bemessung zu reduzieren.

Design and execution of shear loaded blind rivet joints in steel lightweight constructions
Blind rivet technology as a robust, fast and reliable joining technology is used wherever common joining technologies like welding and bolted connections cannot be used because of technological and design reasons or inefficiency. The areas of application for blind rivet technology in steel lightweight constructions are roof and wall claddings as well as the construction of high-rack-buildings and residential containers, which have emerged in recent years. Due to normative restrictions concerning the execution of joints with blind rivets in steel lightweight construction and the missing of appropriate design rules according to DIN EN 1993-1-3, these constructions fall under the supervision of building authorities. Therefore exists the demand from the building authorities for an experimental proof of usability.
This paper presents results from systematic investigations of the shear and bearing resistance of blind rivets and joints produced with them. These investigations should serve as a generally valid extension of the previous design and execution rules of DIN EN 1993-1-3 in order to allow a safe design for shear loaded blind rivet joints and at the same time to reduce the time and effort for experimental investigations.

Im Beitrag wird gezeigt, wie man die Coulombsche mehrachsige Betonfestigkeit im Zusammenhang mit der Spannungs-Dehnungs-Linie benutzt. Eine Durchführung der Differenzspannungsanalyse bei ein- und dreiachsigem symmetrischen Druck erlaubt, nicht ausreichende experimentelle Daten bei unsymmetrischem zwei- und dreiachsigen Druck richtig zu interpretieren. Dabei läßt sich eine reale und nichtproportionale Belastung in Konstruktionen besonders bei positivem mehrachsigen Druck auf die einfache proportionale Belastung ohne jegliche negative Folgen zurückführen.

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Es wird ein Verfahren vorgestellt, das genauere Ergebnisse als das in DIN 1045, Ausg. 1972, beschriebene Näherungsverfahren liefert.

Bericht über ein Forschungsvorhaben an der Universität Stuttgart zur Tragfähigkeit von symmetrisch bewehrten Einzelfundamenten. Bei den umfangreichen Laborversuchen wurden der Bewehrungsgrad, die Bewehrungsanordnung und die Biegeformen variiert. Die Versagensmechanismus lässt sich grob in Fliessen der Biegebewehrung bei niegrigem Bewehrungsgrad oder Durchstanzen bei höherem Bewehrungsgrad klassifizieren.

Bei der Errichtung von Entschwefelungsanlagen waren für die Gründung Großbohrpfähle erforderlich. Der Nachweis einer ausreichenden Pfahltragfähigkeit unter Vertikal- und Horizontalkräften erfolgte durch acht Probebelastungen mit unterschiedlichen Pfahldurchmessern in unterschiedlichen Baugrundverhältnissen. Die wesentlichen Untersuchungsergebnisse, insbesondere auch unter dynamischem Lasteinfluß, werden mitgeteilt und bewertet.

Die Anordnung von Grundwasser-Entspannungslöchern ist eine häufig angewandte Methode zur Verminderung des Sohlwasserdrucks bei im Grundwasser stehenden Bauwerken, wie z.B. bei Trockendocks, Tosbecken, Schleusen oder auch befestigten Flussohlen. Für die Wahl der Durchmesser und die Anzahl der Entspannungslöcher pro Flächeneinheit ist die Kenntnis des Durchflusswiderstands und der Potentialverteilung von Bedeutung. Es wird eine potentialtheo- retische Lösung der Laplace-Gleichung für ein zylindrisches Strömungsgebiet mit Querschnittssprung erarbeitet, die für dieses Problem gut anwendbar ist.

Hammerschrauben zur Verankerung von großen Zugkräften oder von Schwermaschinen waren bisher hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Formgebung für die Festigkeitsklassen 3.6 in DIN 7992, für Sonderformen und die Festigkeitsklassen 3.6 und 4.6 in DIN 186, DIN 188 und DIN 261 (1) gereglet. In DIN 18800-1 (2) findet sich kein Hinweis auf Hammerschrauben. Durch den Auslegungsausschuß zu DIN 18800 kam es im November 1996 (3) und nachfolgend mit einer Ergänzung (4) zu einer Auslegung, wobei die Hammerschrauben dem El. (406): Schrauben, Muttern und Scheiben der DIN 18800-1 zugeordnet wurden. Die Auslegung bezieht sich in erster Linie auf die Bemessung des Gewindeteils auf Zug entsprechend DIN 18800, El. (809). Umfangreiche Untersuchungen zeigen, daß die Beanspruchbarkeiten im Bereich des Hammerkopfes für die Festlegung der Grenzzugkräfte eine Hammerschraube maßgebend werden. Aus diesen Ergebnissen wird ein Bemessungsvorschlag für Hammerschrauben abgeleitet.

In den deutschen Regelwerken des Stahlbaus, des Kranbaus und des Maschinenbaus sind zur Größe der äußeren Zugkraft, die für eine hochfeste vorgespannte Schraube der Festigkeitsklasse 10.9 in axialer Richtung zulässig ist, unterschiedliche Angaben gemacht. Im Beitrag werden die grundlegenden Berechnungsmaßnahmen der Regelwerke zusammengestellt und miteinander verglichen.

Die Bemessung von Holz/Beton-Verbundbalken erfolgt bisher auf Grundlage von DIN 1052 bzw. EC 5 mit linear ermittelten Schnittgrößen (Näherungsverfahren/g-Verfahren). Das tatsächliche Last-Verformungsverhalten weist jedoch deutliche Nichtlinearitäten auf. Deshalb und durch Vereinfachungen des Gamma-Verfahrens ist der Sicherheitsabstand zwischen Gebrauchslast und Versagenslastniveau in Abhängigkeit von den Systemparametern, insbesondere vom Tragverhalten der Verbindung, nicht konstant. Durch Vergleich mit Finite-Element-Berechnungen wird gezeigt, daß der aus der Bemessung resultierende Abstand zwischen Gebrauchslast und Versagenslast bei Verbundträgern mit duktilem Verhalten deutlich größer ist als bei Verbundbalken, die spröde versagen. Dies steht im Widerspruch zu den anerkannten Zielen einer Bemessung. Weiterhin wird das Tragvermögen im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit nach den gegenwärtigen Vorschriften überschätzt. Beim Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit sind die Schubverformungen des Holzes und der Einfluß der nichtlinearen Dübelkennlinie zwingend zu berücksichtigen.

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In der vorliegenden Arbeit wird für Kastenquerschnitte unter Biegung mit zentrischem Druck die Momenten-Krümmungsbeziehung ermittelt. Mit einer Bemessungstabelle kann man eine einfache Bemessung nach der Theorie II. Ordnung durchführen. Das Verfahren eignet sich besonders zum Beispiel für ausssteifende Fahrstuhlschächte und Treppenhäuser.

Lastansätze für Kellerwände infolge Erddruck

Im allgemeinen wird der Bemessung von Knotenblechen in Stahlfachwerkkonstruktionen wenig Aufmerksamkeit gewidmet. Ursächlich hierfür ist die Tatsache, daß die zutreffende Erfassung des Beanspruchungszustands dieser Bauteile mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist. Auf der Grundlage stabstatischer Überlegungen wird ein Näherungsverfahren zur Ermittlung der Beanspruchungen von kontinuierlichen und geschlitzten Knotenblechen unter vorwiegend ruhenden Lasten entwickelt. Die systematische Auswertung der hieraus ableitbaren Beziehungen für die inneren Schnittgrößen des Knotenblechs erlaubt es, einfach zu handhabende Bemessungsdiagramme für die bemessungskritischen Schnitte von Knotenblechen zu entwickeln.

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Es wird gezeigt, daß abschnittsweise hergestellte Brückenüberbauten auf Zusatzbeanspruchungen im Bereich der Koppelfugen je nach konstruktiver Durchbildung unterschiedlich empfindlich reagieren. Robust verhalten sich solche, die von einer kräftigen schlaffen Bewehrung durchdrungen sind. Die Zusatzbeanspruchungen werden im einzelnen dargestellt und in ihren Auswirkungen beurteilt. Auf der Grundlage der DIN 4227 wird ein Bemessungskonzept für Koppelfugen entwickelt und an einigen Beispielen vorgeführt.

Im Rahmen eines gemeinsamen FuE-Projekts der HOCHTIEF Construction AG und ArcelorMittal Belval & Differdange S. A. wurden umfangreiche experimentelle und theoretische Untersuchungen an Lochleisten als duktiles Verbundmittel durchgeführt. Ziel der Untersuchung ist die Entwicklung technisch hochwertiger und wirtschaftlicher Verbundbauteile aus höherfesten Werkstoffen (z. B. Beton C50/60 und Stahl S460), [1] bis [4]. Hierbei wurden insbesondere das Tragverhalten, die Traglast, die Duktilität und die Dauerfestigkeit von unterschiedlichen Lochleistenformen sowie das Gesamttragverhalten von Verbundbauteilen mit Lochleisten untersucht. Aufbauend auf den in Versuchen gewonnenen Erkenntnisse wurden Bemessungskonzepte für Lochleisten als Verbundmittel in Verbundträgern aus höherfesten Materialien entwickelt.

Design of aperture plates as ductile shear connectors for composite beams with high strength materials.
Within a joint research project of HOCHTIEF Construction AG and ArcelorMittal Belval & Differdange S. A. various experimental and theoretical investigations in aperture plates, as ductile shear connector for composite members have been carried out. The aim of the research has been to develop technically advanced and economic composite members with the application of high strength materials (e.g. steel S460 and concrete C50/60). The main focus of the research has been put on the load bearing behaviour, ultimate bearing capacity, ductility and fatigue resistance of different types of aperture plates geometries as well as the related overall bearing performance of the composite members with the application of these plates as shear connectors. Based on the conclusions from the experimental test results, design concepts for aperture plates as shear connectors for composite beams with the application of high strength materials have been developed.

Es werden die gängigen Idealisierungen und Verfahren für die Bemessung von Rahmenecken vorgestellt. Eine Reihe von Versuchen werden vorgestellt und die Ergebnisse mit dem vom Verfasser entwickelten Stabwerkmodell verglichen.

Die Rüttelstopfverdichtung ist ein anerkanntes Verfahren der Baugrundverbesserung, bei dem mit speziellen Tiefenrüttlern großkalibrige Säulen aus grobkörnigem Zugabematerial im Boden hergestellt werden. Das Tragverhalten dieses Verbundsystems aus Stopfsäulen und Boden läßt sich mit einfachen Untersuchungsmethoden, wie z.B. Sondierungen, nicht zuverlässig erfassen. Auf theoretischer Basis sind jedoch Voraussagen möglich. Das wohl am häufigsten angewendete Verfahren wurde von Priebe entwickelt und zuletzt 1995 in dieser Fachzeitschrift eingehend erläutert. Fragen hinsichtlich der Anwendung bei extrem weichen Böden, bei "schwimmenden" Gründungen und beim Nachweis der Sicherheit gegen Gelände- und Böschungsbruch blieben damals jedoch offen.

Mit der Entwicklung von Blindnieten mit Nenndurchmessern d > 6,4 mm ist eine steigende Tendenz der Anwendung im Stahlbau zu erkennen. Gründe für die verbreiterte Anwendung lassen sich vor allem in den Vorteilen gegenüber den klassischen Fügeverfahren finden. Blindniete werden überall dort eingesetzt, wo bspw. das Schweißen oder Schrauben technologisch oder konstruktiv bedingt nicht eingesetzt werden kann oder unwirtschaftlich ist. Bislang existieren seitens der Bemessung und Ausführung von Stahlbauten gemäß DIN EN 1993-1-8 bzw. DIN EN 1993-1-9 sowie DIN EN 1090-2 für Blindnietverbindungen keine allgemeingültigen normativen Vorgaben, sodass auf bauaufsichtliche Verwendbarkeitsnachweise (ETA, abZ/aBG, ZiE) zurückgegriffen werden muss.
In diesem Beitrag werden die Ergebnisse aus systematischen Untersuchungen zur Scher-/Lochleibungstragfähigkeit und zur Schwingfestigkeit von Blindnieten und den damit hergestellten Verbindungen vorgestellt. Ziel der Untersuchungen war die Erweiterung der im Stahlbau bestehenden Bemessungs- und Ausführungsregeln nach der Normenreihe DIN EN 1993 bzw. DIN EN 1090 für Blindnietverbindungen, um zukünftig einen rein rechnerischen Nachweis gegen Querkraftbeanspruchung zu erlauben. Des Weiteren galt es, allgemeingültige Kerbfallklassen gemäß der DIN EN 1993-1-9 für die verschiedenen Blindniettypen und damit hergestellten Verbindungen zu definieren, um so auch den Ermüdungsnachweis nach dem Vorbild des Eurocode 3 zu ermöglichen.

Design and execution of bearing type shear connections with blind rivets in steel construction
With the development of blind rivets with a nominal diameter of d > 6.4 mm accompanies with an increasing tendency for use in steel construction. Reasons for the extended application are mainly the advantages over the classic joining technologies. Blind rivets are used wherever classic joining technologies, such as welding or screwing are not applicable or uneconomical for technological or structural reasons. Unfortunately, there are no adequate normative guidelines for the design and execution of blind rivet connections in accordance with DIN EN 1993-1-8, DIN EN 1993-1-9 and DIN EN 1090-2. Because of this approvals (ETA, abZ/aBG, ZiE) must be used for applications regulated by the building authorities.
In this article, the results of systematic investigations on the shear bearing resistance and the fatigue strength of blind rivets and blind rivet connections are presented. The aim of the investigations was to extend the existing design and execution rules in steel construction according to the DIN EN 1993 and DIN EN 1090 to blind rivet connections in order to allow a purely analytical proof of bearing type connections in future. Furthermore, it was a matter to define detail categories in accordance with DIN EN 1993-1-9 for the different types of blind rivets and connection with blind rivets, in order to enable the fatigue strength verification based on the model of Eurocode 3.

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Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Im Zentrum des Beitrags stehen Untersuchungen zum Tragverhalten zentrisch belasteter Stahlstützen bei erhöhten Temperaturen. Nach einer Beschreibung des generellen Tragverhaltens im Brandfall werden Imperfektionsbeiwerte vorgeschlagen, die für H-Querschnitte eine sichere Bemessung bei Anwendung des gegenwärtigen Nachweisformats der DIN EN 1993-1-2 ermöglichen. Die Imperfektionsbeiwerte wurden mithilfe abgesicherter numerischer Berechnungsmodelle für Temperaturen zwischen 100 °C und 700 °C entwickelt. Ein Vergleich zeigt, dass die Verwendung des Imperfektionsbeiwerts der Norm zu unsicheren Ergebnissen führt, wenn der Fall “Knicken um die schwache Achse” betrachtet wird. Dahingegen sind die Ergebnisse für niedrigere Temperaturen (< 300 °C) zum Teil unwirtschaftlich. Ergänzend werden aus den Imperfektionsbeiwerten geometrische Ersatzimperfektionen abgeleitet, die für den Brandfall eine Berechnung nach Elastizitätstheorie II. Ordnung ermöglichen.

Design of steel columns in case of fire
This article covers the assessment of the load carrying behavior of centrically loaded columns made of double symmetric H-sections at elevated temperatures. After a short description of the general load carrying behavior in the event of fire, imperfection factors are presented which allow a reliable design using the current model of DIN EN 1993-1-2. The imperfection factors were developed with the help of validated numerical calculation models for temperatures between 100 °C and 700 °C. A comparison shows that using the imperfection factors of the code leads to unsafe results when “buckling perpendicular to the weak axis” is considered. Whereas, the results for lower temperatures (< 300 °C) are partly uneconomical. In addition, geometrical imperfections are derived from the imperfection factors, which allow a second order analysis with elastic material behavior.